CN117513397A - 一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构 - Google Patents
一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，包括有堤身结构及软弱地基层，堤身结构包括有堤身主体、堤身内侧结构及堤身外侧结构，堤身主体包括有复合地基加固结构、堤身底部填筑体、轻质结构混合区、防渗填筑区、防浪墙结构、道路结构及堤身绿化区，轻质结构混合区包括有轻质区加筋结构、流态轻质淤泥固化土、高强轻质土工材料板及土工材料板锚固结构，流态轻质淤泥固化土由发泡材料、流态淤泥浆液、固化剂及早强剂拌和制备而成。本发明以轻质淤泥固化土结合轻质土工材料对土质材料进行置换，同时采用加筋轻质淤泥固化土结构，具有结构轻巧、整体强度比普通土显著提高、施工方便快捷等优点，能大大加快工程建设进度。
Description
技术领域
本发明涉及一种堤防加固结构，尤其涉及一种软基上等荷载置换条件下的堤防加固结构，具体为一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构。
背景技术
在普通软基上对老堤防进行加固处理，由于竖向荷载有增加，打破了老堤的整体滑动安全稳定性，因此对普通软基上的老堤进行加固设计，必须进行地基加固处理，不然会导致老堤发生滑动失稳。然而，采取增加老堤防地基加固处理、增加老堤镇压层等一系列加固措施，会导致工程施工繁琐、工程施工周期长、工程投资大等一系列问题。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，通过对竖向荷载等效置换的原则，以轻质材料对土质材料进行等体积置换，既保证了老堤加高，又保证了加高前后的总竖向荷载与老堤竖向荷载基本一致，进而可顺利保证软基上堤防加高后的整体滑动安全稳定性，无需进行任何附加的基础处理。且施工作业方便快捷，本发明能大幅度减少施工围堰等费用，做到技术与经济效益的最佳结合，优化工程投资及运行管理维护费用。
本发明采用的技术方案为：
一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，包括有堤身结构及软弱地基层，堤身结构布置在软弱地基层的顶面上；所述堤身结构包括有堤身主体、堤身内侧结构及堤身外侧结构，堤身内侧结构通过堤身主体与堤身外侧结构连接，堤身主体、堤身内侧结构及堤身外侧结构均布置在所述软弱地基层的顶面上；
所述堤身主体包括有复合地基加固结构、堤身底部填筑体、轻质结构混合区、防渗填筑区、防浪墙结构、道路结构及堤身绿化区，堤身底部填筑体布置在所述软弱地基层的顶面上，复合地基加固结构与堤身底部填筑体及所述软弱地基层连接，轻质结构混合区布置在堤身底部填筑体的顶面上，轻质结构混合区通过防渗填筑区与防浪墙结构连接，防浪墙结构布置在堤身底部填筑体的顶面上，防浪墙结构分别与所述软弱地基层、堤身底部填筑体及防渗填筑区连接，防浪墙结构与所述堤身外侧结构连接，堤身底部填筑体与所述堤身内侧结构连接；道路结构分别与轻质结构混合区、防渗填筑区及防浪墙结构顶部连接，堤身绿化区与轻质结构混合区及道路结构连接；
所述堤身内侧结构包括有堤身内侧填筑体、堤身内侧加筋结构及堤身内侧绿化区；堤身内侧填筑体布置在所述软弱地基层的顶面上，堤身内侧加筋结构布置在堤身内侧填筑体的内部，堤身内侧绿化区布置在堤身内侧填筑体的顶面上，堤身内侧填筑体与所述堤身底部填筑体连接，堤身内侧绿化区与所述堤身绿化区连接；
所述堤身外侧结构包括有堤身外侧填筑体及堤身外侧防冲结构，堤身外侧填筑体布置在所述软弱地基层的顶面上，堤身外侧防冲结构布置在堤身外侧填筑体的顶面上。
进一步地，所述轻质结构混合区包括有轻质区加筋结构、流态轻质淤泥固化土层、高强轻质土工材料板及土工材料板锚固结构，高强轻质土工材料板通过土工材料板锚固结构与所述复合地基加固结构、堤身底部填筑体连接，轻质区加筋结构布置在流态轻质淤泥固化土层的内部，流态轻质淤泥固化土层将轻质区加筋结构、高强轻质土工材料板及土工材料板锚固结构外表面完全包裹，流态轻质淤泥固化土层分别与所述防渗填筑区及堤身绿化区连接；
所述防渗填筑区包括有防渗区填筑体及防渗区加筋结构，防渗区填筑体布置在所述堤身底部填筑体的顶面上，防渗区加筋结构布置在防渗区填筑体的内部，防渗区加筋结构与所述轻质区加筋结构连接；
所述防浪墙结构包括有桩基础、底板结构、预制块贴面、墙身主体及顶部防浪结构，桩基础与所述堤身底部填筑体及软弱地基层连接，底板结构通过桩基础与所述堤身底部填筑体连接，预制块贴面与墙身主体的外侧面连接，墙身主体与预制块贴面均布置在底板结构的顶面上，顶部防浪结构布置在墙身主体与预制块贴面的顶面上，底板结构及墙身主体分别与所述防渗区填筑体连接；顶部防浪结构与所述道路结构连接。
进一步地，所述流态轻质淤泥固化土层由发泡材料、流态淤泥浆液、固化剂及早强剂拌和制备而成，流态轻质淤泥固化土层初期为流态状，流态轻质淤泥固化土层静置28天后其容重为8kN/m3～12kN/m3，流态轻质淤泥固化土层静置28天后其无侧限抗压强度为600kPa～1500kPa；按质量比各成分比例为：发泡材料占比2.5％～4.0％、流态淤泥浆液占比80％～87.5％、固化剂占比15％～20％，早强剂占比0.25％～0.60％。
进一步地，所述轻质结构混合区设置有两个以上。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对竖向荷载等效置换的原则，以轻质淤泥固化土结合轻质土工材料对土质材料进行置换，既然保证了堤防加高、同时也保证加高后的总竖向荷载有效控制，进而可顺利保证软基上堤防加高后的整体滑动安全稳定性，无需大范围基础开挖及施工围堰填筑，可大幅度减少施工围堰等费用。
2、本发明通过优化工程施工、避免大范围基础开挖及对邻近房屋建筑沉降拉裂的不利影响，同时采用加筋轻质淤泥固化土结构，即类似钢筋混凝土结构，该结构具有结构轻巧、整体强度比普通土显著提高、节省施工人员劳力、施工方便快捷、管理维修方便等优点，且能大大加快工程建设进度。
附图说明
图1是本发明的三维结构图。
图中：1-堤身结构；2-软弱地基层；11-堤身主体；12-堤身内侧结构；13-堤身外侧结构；111-复合地基加固结构；112-堤身底部填筑体；113-轻质结构混合区；114-防渗填筑区；115-防浪墙结构；116-道路结构；117-堤身绿化区；121-堤身内侧填筑体；122-堤身内侧加筋结构；123-堤身内侧绿化区；131-堤身外侧填筑体；132-堤身外侧防冲结构；1131-轻质区加筋结构；1132-流态轻质淤泥固化土层；1133-高强轻质土工材料板；1134-土工材料板锚固结构；1141-防渗区填筑体；1142-防渗区加筋结构；1151-桩基础；1152-底板结构；1153-预制块贴面；1154-墙身主体；1155-顶部防浪结构；11321-发泡材料；11322-流态淤泥浆液；11323-固化剂；11324-早强剂。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，包括有堤身结构1及软弱地基层2，堤身结构1布置在软弱地基层2的顶面上；堤身结构1包括有堤身主体11、堤身内侧结构12及堤身外侧结构13，堤身内侧结构12通过堤身主体11与堤身外侧结构13连接，堤身主体11、堤身内侧结构12及堤身外侧结构13均布置在软弱地基层2的顶面上。
堤身主体11包括有复合地基加固结构111、堤身底部填筑体112、轻质结构混合区113、防渗填筑区114、防浪墙结构115、道路结构116及堤身绿化区117，堤身底部填筑体112布置在软弱地基层2的顶面上，复合地基加固结构111与堤身底部填筑体112及软弱地基层2连接，轻质结构混合区113布置在堤身底部填筑体112的顶面上，轻质结构混合区113通过防渗填筑区114与防浪墙结构115连接，防浪墙结构115布置在堤身底部填筑体112的顶面上，防浪墙结构115分别与软弱地基层2、堤身底部填筑体112及防渗填筑区114连接，防浪墙结构115与堤身外侧结构13连接，堤身底部填筑体112与堤身内侧结构12连接；道路结构116分别与轻质结构混合区113、防渗填筑区114及防浪墙结构115的顶部连接，堤身绿化区117与轻质结构混合区113及道路结构116连接。
堤身内侧结构12包括有堤身内侧填筑体121、堤身内侧加筋结构122及堤身内侧绿化区123；堤身内侧填筑体121布置在软弱地基层2的顶面上，堤身内侧加筋结构122布置在堤身内侧填筑体121的内部，堤身内侧绿化区123布置在堤身内侧填筑体121的顶面上，堤身内侧填筑体121与堤身底部填筑体112连接，堤身内侧绿化区123与堤身绿化区117连接。
堤身外侧结构13包括有堤身外侧填筑体131及堤身外侧防冲结构132，堤身外侧填筑体131布置在软弱地基层2的顶面上，堤身外侧防冲结构132布置在堤身外侧填筑体131的顶面上。
复合地基加固结构111采用中心间距1.2m的D60cm水泥搅拌桩加固处理，堤身底部填筑体112采用粘土填筑，轻质结构混合区113采用土工格栅加筋轻质淤泥固化土结合EPS轻质土工材料结构，防渗填筑区114采用100kN/m双向土工格栅加筋粘土分层填筑而成，防浪墙结构115采用C30防浪墙结构，道路结构116采用沥青混凝土路面结构，堤身绿化区117采用种植土结合草坪绿化结构。
堤身内侧填筑体121采用粘土填筑，堤身内侧加筋结构122采用100kN/m双向土工格栅；堤身内侧绿化区123采用种植土结合草坪绿化结构。
堤身外侧填筑体131采用粘土填筑，堤身外侧防冲结构132采用C30混凝土灌砌块石结构。
轻质结构混合区113包括有轻质区加筋结构1131、流态轻质淤泥固化土层1132、高强轻质土工材料板1133及土工材料板锚固结构1134，高强轻质土工材料板1133通过土工材料板锚固结构1134与复合地基加固结构111、堤身底部填筑体112连接，轻质区加筋结构1131布置在流态轻质淤泥固化土层1132的内部，流态轻质淤泥固化土层1132将轻质区加筋结构1131、高强轻质土工材料板1133及土工材料板锚固结构1134外表面完全包裹，流态轻质淤泥固化土层1132分别与防渗填筑区114及堤身绿化区117连接。
防渗填筑区114包括有防渗区填筑体1141及防渗区加筋结构1142，防渗区填筑体1141布置在堤身底部填筑体112的顶面上，防渗区加筋结构1142布置在防渗区填筑体1141的内部，防渗区加筋结构1142与轻质区加筋结构1131连接。
防浪墙结构115包括有桩基础1151、底板结构1152、预制块贴面1153、墙身主体1154及顶部防浪结构1155，桩基础1151与堤身底部填筑体112及软弱地基层2连接，底板结构1152通过桩基础1151与堤身底部填筑体112连接，预制块贴面1153与墙身主体1154的外侧面连接，墙身主体1154与预制块贴面1153均布置在底板结构1152的顶面上，顶部防浪结构1155布置在墙身主体1154与预制块贴面1153的顶面上，底板结构1152及墙身主体1154分别与防渗区填筑体1141连接；顶部防浪结构1155与道路结构116连接。
轻质区加筋结构1131采用100kN/m双向土工格栅；高强轻质土工材料板1133采用容重30～50kg/m3的高强EPS材料；土工材料板锚固结构1134采用直径12mm的钢筋结构；防渗区填筑体1141采用粘土填筑；防渗区加筋结构1142采用100kN/m双向土工格栅。
桩基础1151采用30cm×30cm的C30预制方桩，底板结构1152采用C30钢筋混凝土结构，预制块贴面1153采用3cm～5cm厚的文化石贴面；墙身主体1154采用C30素混凝土结构，顶部防浪结构1155采用C30素混凝土结构。
流态轻质淤泥固化土层1132由发泡材料11321、流态淤泥浆液11322、固化剂11323及早强剂11324拌和制备而成；所述流态轻质淤泥固化土1132初期为流态状，流态轻质淤泥固化土1132静置28天后其容重为8kN/m3～12kN/m3，流态轻质淤泥固化土1132静置28天后其无侧限抗压强度为600kPa～1500kPa；其中按质量比各成分比例为：发泡材料11321占比2.5％～4.0％、流态淤泥浆液11322占比80％～87.5％、固化剂11323占比15％～20％，早强剂11324占比0.25％～0.60％。
发泡材料11321采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)发泡剂，流态淤泥浆液11322采用原状淤泥及水稀释拌和而成，固化剂11323采用水泥及磨细矿粉拌和而成，早强剂11324采用水玻璃材料。
轻质结构混合区113设置有两个以上。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，包括有堤身结构(1)及软弱地基层(2)，其特征在于：所述堤身结构(1)布置在所述软弱地基层(2)的顶面上；所述堤身结构(1)包括有堤身主体(11)、堤身内侧结构(12)及堤身外侧结构(13)，堤身内侧结构(12)通过堤身主体(11)与堤身外侧结构(13)连接，堤身主体(11)、堤身内侧结构(12)及堤身外侧结构(13)均布置在所述软弱地基层(2)的顶面上；
所述堤身主体(11)包括有复合地基加固结构(111)、堤身底部填筑体(112)、轻质结构混合区(113)、防渗填筑区(114)、防浪墙结构(115)、道路结构(116)及堤身绿化区(117)，堤身底部填筑体(112)布置在所述软弱地基层(2)的顶面上，复合地基加固结构(111)与堤身底部填筑体(112)及所述软弱地基层(2)连接，轻质结构混合区(113)布置在堤身底部填筑体(112)的顶面上，轻质结构混合区(113)通过防渗填筑区(114)与防浪墙结构(115)连接，防浪墙结构(115)布置在堤身底部填筑体(112)的顶面上，防浪墙结构(115)分别与所述软弱地基层(2)、堤身底部填筑体(112)及防渗填筑区(114)连接，防浪墙结构(115)与所述堤身外侧结构(13)连接，堤身底部填筑体(112)与所述堤身内侧结构(12)连接；道路结构(116)分别与轻质结构混合区(113)、防渗填筑区(114)及防浪墙结构(115)的顶部连接，堤身绿化区(117)与轻质结构混合区(113)及道路结构(116)连接；
所述堤身内侧结构(12)包括有堤身内侧填筑体(121)、堤身内侧加筋结构(122)及堤身内侧绿化区(123)；堤身内侧填筑体(121)布置在所述软弱地基层(2)的顶面上，堤身内侧加筋结构(122)布置在堤身内侧填筑体(121)的内部，堤身内侧绿化区(123)布置在堤身内侧填筑体(121)的顶面上，堤身内侧填筑体(121)与所述堤身底部填筑体(112)连接，堤身内侧绿化区(123)与所述堤身绿化区(117)连接；
所述堤身外侧结构(13)包括有堤身外侧填筑体(131)及堤身外侧防冲结构(132)，堤身外侧填筑体(131)布置在所述软弱地基层(2)的顶面上，堤身外侧防冲结构(132)布置在堤身外侧填筑体(131)的顶面上。
2.根据权利要求1所述的流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，其特征在于：所述轻质结构混合区(113)包括有轻质区加筋结构(1131)、流态轻质淤泥固化土层(1132)、高强轻质土工材料板(1133)及土工材料板锚固结构(1134)，高强轻质土工材料板(1133)通过土工材料板锚固结构(1134)与所述复合地基加固结构(111)、堤身底部填筑体(112)连接，轻质区加筋结构(1131)布置在流态轻质淤泥固化土层(1132)的内部，流态轻质淤泥固化土层(1132)将轻质区加筋结构(1131)、高强轻质土工材料板(1133)及土工材料板锚固结构(1134)外表面完全包裹，流态轻质淤泥固化土层(1132)分别与所述防渗填筑区(114)及堤身绿化区(117)连接；
所述防渗填筑区(114)包括有防渗区填筑体(1141)及防渗区加筋结构(1142)，防渗区填筑体(1141)布置在所述堤身底部填筑体(112)的顶面上，防渗区加筋结构(1142)布置在防渗区填筑体(1141)的内部，防渗区加筋结构(1142)与所述轻质区加筋结构(1131)连接；
所述防浪墙结构(115)包括有桩基础(1151)、底板结构(1152)、预制块贴面(1153)、墙身主体(1154)及顶部防浪结构(1155)，桩基础(1151)与所述堤身底部填筑体(112)及所述软弱地基层(2)连接，底板结构(1152)通过桩基础(1151)与所述堤身底部填筑体(112)连接，预制块贴面(1153)与墙身主体(1154)的外侧面连接，墙身主体(1154)与预制块贴面(1153)均布置在底板结构(1152)的顶面上，顶部防浪结构(1155)布置在墙身主体(1154)与预制块贴面(1153)的顶面上，底板结构(1152)及墙身主体(1154)分别与所述防渗区填筑体(1141)连接；顶部防浪结构(1155)与所述道路结构(116)连接。
3.根据权利要求2所述的流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，其特征在于：所述流态轻质淤泥固化土层(1132)由发泡材料(11321)、流态淤泥浆液(11322)、固化剂(11323)及早强剂(11324)拌和制备而成，流态轻质淤泥固化土层(1132)初期为流态状，流态轻质淤泥固化土层(1132)静置28天后其容重为8kN/m3～12kN/m3，流态轻质淤泥固化土层(1132)静置28天后其无侧限抗压强度为600kPa～1500kPa；按质量比各成分比例为：发泡材料(11321)占比2.5％～4.0％、流态淤泥浆液(11322)占比80％～87.5％、固化剂(11323)占比15％～20％，早强剂(11324)占比0.25％～0.60％。
4.根据权利要求1或2所述的流态轻质淤泥固化土结合土工材料加固软基结构，其特征在于：所述轻质结构混合区(113)设置有两个以上。
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